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1、(10)申请公布号 CN 102661298 A(43)申请公布日 2012.09.12CN102661298A*CN102661298A*(21)申请号 201210137557.0(22)申请日 2012.05.04F15B 13/02(2006.01)(71)申请人徐州重型机械有限公司地址 221004 江苏省徐州市铜山路165号(72)发明人东权 胡金萍 刘东宏(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人薛晨光 魏晓波(54) 发明名称一种液压阀及具有该液压阀起重机(57) 摘要本发明公开一种液压阀，其阀体的内腔设置有可相对阀体滑动的阀芯，以建立压力油口和回油油口。
2、分别与第一工作油口或第二工作油口导通；压力油口与第一工作油口之间的阀芯与阀体具有第一节流阀，第一工作油口与回油油口之间的阀芯与阀体具有第一分流阀；在压力油口通过第一节流阀与第一工作油口导通的初始段，第一工作油口通过第一分流阀与回油油口导通，且，初始段的第一节流阀的通流面积大于第一分流阀的通流面积；在压力油口通过第一节流阀与第一工作油口导通的后续段，第一工作油口与回油油口非导通，该液压阀可有效规避分流阀的设置而出现自激振荡现象的问题，具有较好的安全稳定性。在此基础上，本发明还提供一种应用该液压阀的起重机。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图8页(19)中华人民共和国国家知识产权。
3、局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 8 页1/1页21.一种液压阀，包括开有第一工作油口、第二工作油口、压力油口和回油油口的阀体，所述阀体的内腔设置有可相对所述阀体滑动的阀芯，以建立所述压力油口和回油油口分别与所述第一工作油口或第二工作油口导通；所述压力油口与第一工作油口之间的所述阀芯与阀体具有第一节流阀，所述第一工作油口与所述回油油口之间的所述阀芯与阀体具有第一分流阀；其特征在于，在所述压力油口通过所述第一节流阀与第一工作油口导通的初始段，所述第一工作油口通过所述第一分流阀与回油油口导通，且，初始段的第一节流阀的通流面积大于所述第一分流阀的通流面积；在所述压力油口。
4、通过所述第一节流阀与第一工作油口导通的后续段，所述第一工作油口与回油油口非导通。2.根据权利要求1所述的液压阀，其特征在于，所述第一节流阀和第一分流阀均形成于所述阀腔的圆柱形内壁与所述阀芯的外周沟槽之间。3.根据权利要求2所述的液压阀，其特征在于，形成所述第一节流阀的所述外周沟槽配置成：初始段的环状沟槽及与所述环状沟槽导通的第一轴向沟槽，形成所述第一分流阀的所述外周沟槽配置成第二轴向沟槽；沿导通所述压力油口与第一工作油口的阀芯位移方向，所述第一轴向沟槽的通流面积呈递增的趋势变化，所述第二轴向沟槽的通流面积呈递减的趋势变化。4.根据权利要求3所述的液压阀，其特征在于，所述第一轴向沟槽和第二轴向沟。
5、槽均设置为沿所述阀芯周向设置的多个。5.根据权利要求1所述的液压阀，其特征在于，所述第一节流阀和第一分流阀均形成于所述阀腔的内壁沟槽与所述阀芯的圆柱形外周表面之间。6.根据权利要求1至5中任一项所述的液压阀，其特征在于，所述压力油口与第二工作油口之间的所述阀芯与阀体具有第二节流阀，所述第二工作油口与所述回油油口之间的所述阀芯与阀体具有第二分流阀，所述第二节流阀与第二分流阀非导通。7.根据权利要求6所述的液压阀，其特征在于，所述第二节流阀和第二分流阀均形成于所述阀腔的圆柱形内壁与所述阀芯的外周沟槽之间。8.根据权利要求7所述的液压阀，其特征在于，形成所述第二节流阀的所述外周沟槽配置成第三轴向沟槽。
6、，形成所述第二分流阀的所述外周沟槽配置成第四轴向沟槽；沿导通所述压力油口与第二工作油口的阀芯位移方向，所述第三轴向沟槽的通流面积呈递增的趋势变化，所述第四轴向沟槽的通流面积呈递减的趋势变化。9.根据权利要求8所述的液压阀，其特征在于，所述第三轴向沟槽和第四轴向沟槽均设置为沿所述阀芯周向设置的多个。10.起重机，包括卷扬装置及卷扬液控系统；所述卷扬液控系统包括卷扬马达，及用于控制系统压力油路和回油油路分别与所述卷扬马达的起口或落口导通的液压阀；其特征在于，所述液压阀具体为权利要求1至9中任一项所述的液压阀，所述液压阀的第一油口和第二油口分别与所述卷扬马达的落口和起口导通。权 利 要 求 书CN 。
7、102661298 A1/5页3一种液压阀及具有该液压阀起重机技术领域0001 本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种液压阀及具有该液压阀起重机。背景技术0002 目前，起重机上车动作系统主要包括卷扬装置系统、回转系统、伸缩系统和变幅系统。其中的卷扬系统即为起升系统，它的主要功能是实现重物的起升，显然，卷扬系统的动作性能直接影响整车作业的安全稳定性，具备良好动作性能的卷扬系统在整车设计中具有举足轻重的作用。0003 传统的起重机卷扬系统大多采用开式回路液压控制系统，主要由比例阀、平衡阀、液压马达、制动器和液压泵组成。工作过程中，在系统工作压力及供油量一定时，通过节流阀10调整比例阀的阀口开度。
8、来调节供给液压马达的流量，从而控制液压马达的转速，实现重物起升、下降作业。具体而言，当比例阀处于中位时，制动油缸活塞在复位弹簧的作用下使制动器完成制动，这样，即使液压马达存在内泄漏也能够保证重物被迅速制动住，实现重物空中可靠悬停或就位；当换向阀处于左位时，压力油液压缩液压缸弹簧使制动器脱开，同时向马达供油实现重物提升作业；同理，当换向阀处于右位时，实现重物下降作业。为了防止重物超速下降导致事故，在重物下降的回油路放置了起限速作用的平衡阀，平衡阀还同时起到液压锁的作用防止重物突然下降。0004 另外，为避免流量在起升作业时的通流量受负载影响，有效避免起升过程中出现下滑现象，现有技术通过分流阀实现。
9、压力控制，以保证比例阀前后压差P不变，这样流量仅与通流面积有关。请参见图1，该图示出了该卷扬系统的液压原理示意图。0005 如图所示，该系统分流阀20的设置有效克服了卷扬起升偏软的现象。然而，由于分流阀的设置增加了整个液控系统的反馈环节，在系统惯性的基础上极易产生的压力冲击；同时，比例阀前后压差P受负载变化的影响存在波动，而负载流量又受P的影响，因此，易出现自激振荡现象，进一步带来了卷扬系统下落冲击和下落抖动的问题。0006 有鉴于此，亟待针对现有起重机卷扬系统中的比例主阀进行优化设计，以有效克服上述缺陷，提高卷扬系统的工作可靠性以及整机的安全性。发明内容0007 针对上述缺陷，本发明解决的技。
10、术问题在于，提供一种结构优化的液压阀，在保持比例特性的基础上，该液压阀可有效规避分流阀的设置而出现自激振荡现象的问题，进而使得应用该液压阀的卷扬系统具有较好的安全稳定性。在此基础上，本发明还提供一种应用该液压阀的起重机。0008 本发明提供的一种液压阀，包括开有第一工作油口、第二工作油口、压力油口和回油油口的阀体，所述阀体的内腔设置有可相对所述阀体滑动的阀芯，以建立所述压力油口和回油油口分别与所述第一工作油口或第二工作油口导通；所述压力油口与第一工作油口之间的所述阀芯与阀体具有第一节流阀，所述第一工作油口与所述回油油口之间的所述阀说 明 书CN 102661298 A2/5页4芯与阀体具有第一。
11、分流阀；在所述压力油口通过所述第一节流阀与第一工作油口导通的初始段，所述第一工作油口通过所述第一分流阀与回油油口导通，且，初始段的第一节流阀的通流面积大于所述第一分流阀的通流面积；在所述压力油口通过所述第一节流阀与第一工作油口导通的后续段，所述第一工作油口与回油油口非导通。0009 优选地，所述第一节流阀和第一分流阀均形成于所述阀腔的圆柱形内壁与所述阀芯的外周沟槽之间。0010 优选地，形成所述第一节流阀的所述外周沟槽配置成：初始段的环状沟槽及与所述环状沟槽导通的第一轴向沟槽，形成所述第一分流阀的所述外周沟槽配置成第二轴向沟槽；沿导通所述压力油口与第一工作油口的阀芯位移方向，所述第一轴向沟槽的。
12、通流面积呈递增的趋势变化，所述第二轴向沟槽的通流面积呈递减的趋势变化。0011 优选地，所述第一轴向沟槽和第二轴向沟槽均设置为沿所述阀芯周向设置的多个。0012 优选地，所述第一节流阀和第一分流阀均形成于所述阀腔的内壁沟槽与所述阀芯的圆柱形外周表面之间。0013 优选地，所述压力油口与第二工作油口之间的所述阀芯与阀体具有第二节流阀，所述第二工作油口与所述回油油口之间的所述阀芯与阀体具有第二分流阀，所述第二节流阀与第二分流阀非导通。0014 优选地，所述第二节流阀和第二分流阀均形成于所述阀腔的圆柱形内壁与所述阀芯的外周沟槽之间。0015 优选地，形成所述第二节流阀的所述外周沟槽配置成第三轴向沟槽。
13、，形成所述第二分流阀的所述外周沟槽配置成第四轴向沟槽；沿导通所述压力油口与第二工作油口的阀芯位移方向，所述第三轴向沟槽的通流面积呈递增的趋势变化，所述第四轴向沟槽的通流面积呈递减的趋势变化。0016 优选地，所述第三轴向沟槽和第四轴向沟槽均设置为沿所述阀芯周向设置的多个。0017 本发明提供的起重机，包括卷扬装置及卷扬液控系统，所述卷扬液控系统包括卷扬马达和如前所述的液压阀；所述液压阀的第一油口和第二油口分别与所述卷扬马达的落口和起口导通，用于控制系统压力油路和回油油路分别与所述卷扬马达的起口或落口导通。0018 基于现有可实现比例控制的液压阀，本发明针对导通在该阀第一工作油口与压力油口之间的。
14、节流阀及第一工作油口与回油油口之间的分流阀进行了结构优化。其中，在压力油口通过第一节流阀与第一工作油口导通的初始段，第一工作油口通过第一分流阀与回油油口导通，此状态下，通过第一分流阀旁通回油节流控制自第一工作油口进入相应系统的流量，因此压力冲击很小；同时，由于初始段的第一节流阀的通流面积大于第一分流阀的通流面积，因而使得分流阀不会引起反馈抖动。其中，在压力油口通过第一节流阀与第一工作油口导通的后续段，第一工作油口与回油油口非导通，此状态下，第一分流阀处于截止状态，进而仅通过第一节流阀进行比例控制自第一工作油口进入相应系统的流量，保持系统的比例特性。0019 与现有技术相比，本发明应用于起重机液。
15、控制系统在其切换至控制卷扬下落的初说 明 书CN 102661298 A3/5页5始阶段，能够通过旁路回油有效消减压力冲击，并可消除分流阀引起的反馈抖动，确保下落柔和启动。也就是说，在下落小开口（初始段），通过旁通回油进行回油调速，在下落大开口（后续段），通过节流阀进行进油比例调速。0020 在本发明的优选方案中，第一节流阀和第一分流阀均形成于阀腔的圆柱形内壁与阀芯的外周沟槽之间，相比于现有技术，仅通过阀杆的结构调整，即可有效消减压力冲击并消除分流阀引起的反馈抖动。因此，在不增加制造成本的情况下，具有结构设计合理、可靠的特点。0021 在本发明的另一优选方案中，在压力油口与第二工作油口之间的阀。
16、芯与阀体具有第二节流阀，第二工作油口与回油油口之间的阀芯与阀体具有第二分流阀，第二节流阀与第二分流阀非导通。如此设置，经该阀第二工作油口进入相应系统的流量保持比例特性，进而本方案在另一工况下具有良好的比例特性。0022 本发明提供的液压阀适用于任何带载操作的工程机械，特别适用于起重机的卷扬液控系统。附图说明0023 图1是现有一种典型的起重机卷扬系统的液压原理示意图；0024 图2为具体实施方式中所述液控阀的整体结构剖视图；0025 图3为图2的部放大图；0026 图4和图5分别示出了卷扬起升工况的阀芯工作位置；0027 图6和图7分别示出了卷扬下落工况的阀芯工作位置；0028 图8示出了本实。
17、施方式所述阀芯的整体结构示意图。0029 图2-图8中：0030 阀体1、第一工作油口A、第二工作油口B、压力油口P、回油油口T、阀芯2、环状沟槽211、第一轴向沟槽212、第二轴向沟槽22、第三轴向沟槽231、环状沟槽232、第四轴向沟槽24。具体实施方式0031 本发明的核心在于提供一种结构优化的液压阀，在保持比例特性的基础上，该液压阀可有效规避分流阀的设置而出现自激振荡现象的问题，进而使得应用该液压阀的卷扬系统具有较好的安全稳定性。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。0032 不失一般性，本实施方式以汽车起重机作为主体详细说明。0033 与现有技术相同，该汽车起重机具有轮式底盘、可相对。
18、于底盘回转运动的转台和铰接于转台前部的伸缩吊臂，及设置在转台上的上车执行机构等功能部件，例如，用于控制吊钩上、下位移的卷扬装置，用于调整吊臂姿态的变幅机构，用于平衡整机工作稳定性的配重装置，用于提供工作动力的发动机系统等。需要说明的是，由于上述功能部件可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。0034 该卷扬装置通过卷扬液控系统控制其放绳或者收绳。具体地，卷扬液控系统包括卷扬马达，及用于控制系统压力油路和回油油路分别与该卷扬马达的起口或落口导通的液压阀，其中，卷扬马达可以采用现有技术实现，同样不再赘述。为详见说明卷扬液控系统中说 明 书CN 102661298 A4/5页6液压阀的具体结构，请参见。
19、图2，该图是本实施方式所述液压阀的整体结构剖视图。0035 该液压阀包括开有第一工作油口A、第二工作油口B、压力油口P和回油油口T的阀体1，与现有技术相同，阀体1的内腔设置有可相对阀体1滑动的阀芯2，通过控制阀芯2工作位置的滑动切换，以建立其压力油口P和回油油口T分别与第一工作油口A或第二工作油口B导通，请一并参见图3，该图为图2的部放大图。应用该液压阀的卷扬液控系统，其卷扬马达的落口与液压阀的第一工作油口A连通，卷扬马达的起口与液压阀的第二工作油口B连通，同时，该液压阀的压力油口P和回油油口T分别与系统压力油路和回油油路连通。0036 在卷扬起升工况，阀芯2左移，压力油口P与第二工作油口B导。
20、通，第一工作油口A与回油油口T导通，此状态下，压力油液经由第二工作油口B进入卷扬马达的起口，回油经由卷扬马达的落口进入第一工作油口A，实现卷扬马达带动负载起升。具体请一并参见图4和图5，图4和图5分别示出了卷扬起升工况的阀芯工作位置。0037 在卷扬下落工况，阀芯2右移，压力油口P与第一工作油口A导通，第二工作油口B与回油油口T导通，此状态下，压力油液经由第一工作油口A进入卷扬马达的落口，回油经由卷扬马达的起口进入第二工作油口B，实现卷扬马达带动负载下落。具体请一并参见图6和图7，图6和图7分别示出了卷扬下落工况的阀芯工作位置。0038 本方案中，在压力油口P与第一工作油口A之间的阀芯2与阀体。
21、1上设置有第一节流阀，在第一工作油口A与回油油口T之间的阀芯2与阀体1具有第一分流阀。如图6所示，在压力油口P通过第一节流阀与第一工作油口A导通的初始段，第一工作油口A通过第一分流阀与回油油口T导通，也就是说，小开口时通过第一分流阀的旁通回油节流控制自第一工作油口A进入卷扬马达的流量，压力冲击很小；且，初始段的第一节流阀的通流面积大于第一分流阀的通流面积，使得分流阀不会引起反馈抖动。如图7所示，在压力油口P通过第一节流阀与第一工作油口A导通的后续段，第一工作油口A与回油油口T非导通，也就是说，第一分流阀处于截止状态，进而使得大开口阶段通过第一节流阀进行比例控制自第一工作油口A进入卷扬马达的流量。
22、，保持系统的比例特性。0039 本方案中，第一节流阀和第一分流阀均形成于阀腔的圆柱形内壁与阀芯2的外周沟槽之间。请一并参见图8，该图示出了本实施方式所述阀芯的整体结构示意图。0040 结合图3、图6、图7和图8所示，形成该第一节流阀的外周沟槽配置成：初始段的环状沟槽211及与环状沟槽211导通的第一轴向沟槽212，形成所述第一分流阀的所述外周沟槽配置成第二轴向沟槽22；沿导通压力油口P与第一工作油口A的阀芯位移方向，第一轴向沟槽212的通流面积呈递增的趋势变化，第二轴向沟槽22的通流面积呈递减的趋势变化。0041 进一步地，第一轴向沟槽212和第二轴向沟槽22均设置为沿阀芯周向设置的多个，可有。
23、效均布载荷，提高阀芯动作的工作稳定性。0042 本方案中，第一节流阀和第一分流阀均形成于阀腔的圆柱形内壁与阀芯2的外周沟槽之间，仅通过阀杆的结构调整，即可有效消减压力冲击并消除分流阀引起的反馈抖动，因此可有效控制制造成本。应当理解的是，前述第一节流阀和第一分流阀也可形成于阀腔的内壁沟槽与阀芯的圆柱形外周表面之间，只要能够满足使用需要均可。0043 为进一步提高换向动作的特性，本方案的压力油口P与第二工作油口B之间的阀说 明 书CN 102661298 A5/5页7芯2与阀体1具有第二节流阀，第二工作油口B与回油油口T之间的阀芯2与阀体1具有第二分流阀，第二节流阀与第二分流阀非导通，也就是说，第。
24、二节流阀与第二分流阀不同时工作。0044 同样，第二节流阀和第二分流阀均可形成于阀腔的内壁沟槽与阀芯的圆柱形外周表面之间；当然，也可以如图所示形成于阀腔的圆柱形内壁与阀芯的外周沟槽之间。0045 结合图3、图4、图5和图8所示，形成第二节流阀的外周沟槽配置成第三轴向沟槽231，形成第二分流阀的外周沟槽配置成第四轴向沟槽24；沿导通压力油口P与第二工作油口B的阀芯位移方向，该第三轴向沟槽231的通流面积呈递增的趋势变化，该第四轴向沟槽24的通流面积呈递减的趋势变化。优选地，第三轴向沟槽231和第四轴向沟槽24均设置为沿阀芯周向设置的多个，以有效均布载荷。0046 另外，为避免阀芯切换至压力油口P。
25、与第一工作油口A时存在第二分流阀引起的反馈抖动，在压力油口P通过第二节流阀与第二工作油口B导通的初始段，第二节流阀的通流面积大于后续段的通流面积。优选地，形成该第一节流阀的外周沟槽配置成：初始段的环状沟槽232及与环状沟槽232导通的第三轴向沟槽231。0047 除起重机卷扬液控系统外，本实施方式所述液压阀可任何带载操作的工程机械的液控系统，只要满足在带载小开口（初始段）通过旁通回油进行回油调速，在带载大开口（后续段）通过节流阀进行进油比例调速的使用需要，均在本申请请求保护的范围内。0048 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。说 明 书CN 102661298 A1/8页8图1说 明 书 附 图CN 102661298 A2/8页9图2说 明 书 附 图CN 102661298 A3/8页10图3说 明 书 附 图CN 102661298 A10。